DE4425402A1

DE4425402A1 - Hydraulic pump for hydraulic brake system

Info

Publication number: DE4425402A1
Application number: DE19944425402
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Reinartz; Erhard Beck
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1996-04-04

Abstract

The pump incorporates devices to apply a force onto the closure member (49). This acts against the force, which is generated by the valve spring (16) during the intake stroke of the feed piston (3). The devices consist of a friction element (54). This is located between the closure member and a part (51), which does not move with the piston. Alternately, the device may be formed by a flow-impeding body, or an inertia body, either connected to the closure member. he mass of the inertia body is adjusted to the RPM of a motor driving the pump.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Pumpe der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung nach Hauptpatent (Patentanmeldung P 43 26 389.5).The present invention relates to a hydraulic pump genus specified in the preamble of the main claim Main patent (patent application P 43 26 389.5).

Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der DE 40 27 794 A1 bekannt. Die beschriebene Pumpe ist als Radialkolbenpumpe gestaltet und besitzt einen Förderkolben, an welchem der Ventilsitz für das Saugventil angeformt ist. Das Schließglied des Saugventils wird von einer Ventilfeder beaufschlagt, welche sich gehäusefest abstützt. Bei Verkleinerung der Druckkammer durch eine Kolbenbewegung nimmt die Vorspannung der Ventilfeder zu. Am oberen Totpunkt des Kolbens, wenn also die Druckkammer ihr kleinstes Volumen aufweist, ist die Vorspannung der Ventilfeder demnach am größten, so daß ein gegenüber dem unteren Totpunkt des Kolbens wesentlich erhöhter Öffnungsdruck des Saugventils zu überwinden ist.Such a pump is for example from DE 40 27 794 A1 known. The pump described is a radial piston pump designed and has a delivery piston on which the Valve seat for the suction valve is molded. The locking link the suction valve is acted upon by a valve spring, which is supported on the housing. When reducing the Pressure chamber by a piston movement takes the bias the valve spring. At top dead center of the piston, if so the pressure chamber has its smallest volume is Preload of the valve spring is therefore greatest, so that a significantly higher than the bottom dead center of the piston Opening pressure of the suction valve has to be overcome.

Um einen gleichbleibenden Öffnungsdruck des Saugventils zu schaffen, ist verschiedentlich schon vorgeschlagen worden, die Ventilfeder des Saugventils zu fesseln. Aber auch dies entspricht noch nicht der optimalen Förderkennlinie einer solchen Pumpe, wenn sie beispielsweise in einer antriebsschlupfgeregelten Bremsanlage eingesetzt werden soll.To maintain a constant opening pressure of the suction valve have been proposed on various occasions To bind the valve spring of the suction valve. But this too does not yet correspond to the optimal funding curve such a pump, for example in a traction control brake system is to be used.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine hydraulische Pumpe zu schaffen, bei welcher der Vordruck des Saugventils in der Nähe des oberen Totpunkts des Förderkolbens kleiner ist als in der Nähe des unteren Totpunktes. The object of the present invention is therefore to to create a hydraulic pump in which the form of the suction valve near the top dead center of the Delivery piston is smaller than near the bottom Dead center.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des An spruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Dazu ist vorgesehen, der durch die Ventilfeder ausgeübten Kraft eine weitere Kraft zu überlagern, deren Größe und Richtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Förder kolbens variieren kann und auf diese Weise ein Öffnen des Ventils während des Saughubs erleichtert.This task is carried out by the in the characterizing part of the To specified 1 measures resolved. For this purpose, the force exerted by the valve spring is a further force to superimpose their size and direction depending on the speed and / or acceleration of the conveyor piston can vary and in this way opening the Valve relieved during the suction stroke.

Besonders einfach und kostengünstig kann dies durch ein Reib element erzielt werden, welches einem gewissen Reibungswider stand auf das Schließglied ausübt welches somit während des Saughubs eine entgegengesetzt zur Ventilfederkraft gerichtete Kraft erfährt. Das Reibelement kann beispielsweise im Bereich eines das Schließglied führenden Elements angeordnet sein.This can be done particularly easily and inexpensively by rubbing element can be achieved, which has a certain frictional resistance stood on the locking member which thus during the Suction strokes a direction opposite to the valve spring force Experiences strength. The friction element can, for example, in the area of an element guiding the closing member.

Eine zur Geschwindigkeit des Förderkolbens proportionale Zusatzkraft kann erzielt werden, wenn das Schließglied mit einem Körper verbunden ist, der einen großen Strömungswider stand während der Bewegung vom oberen zum unteren Totpunkt aufweist. Vorteilhafterweise ist dieser Körper in der ent gegengesetzten Richtung strömungsgünstiger ausgelegt. Der strömungsungünstige Körper kann einteilig mit dem Schließglied ausgeführt sein.One proportional to the speed of the delivery piston Additional force can be achieved if the closing link is used is connected to a body that has a large flow resistance stood during the movement from top to bottom dead center having. This body is advantageously in the ent opposite direction designed more aerodynamically. Of the aerodynamic body can be integral with the closing member be executed.

Eine weitere, einfach realisierbare Maßnahme eine Zusatzkraft auf das Schließglied auszuüben besteht darin, das Schließglied mit einem Trägheitskörper zu verbinden, dessen Masse im Ver gleich zur Masse des Schließgliedes groß ist. Dabei kann der Trägheitskörper vorteilhafterweise in dem durch die Baulänge der Ventilschließfeder bedingten Totraum angeordnet werden. Zusätzliches Bauvolumen ist somit nicht erforderlich. Another, easy to implement measure is an additional force Exercise on the striker is the striker to connect with an inertial body, the mass of which in ver is equal to the mass of the closing member. The Inertia advantageously in the through the length the dead space caused by the valve closing spring. Additional construction volume is therefore not necessary.

Eine über den gesamten Saughub des Förderkolbens konstante, auf das Schließglied wirkende Vorspannkraft kann erzielt werden, wenn die Masse des Trägheitskörpers auf eine Ausle gungsdrehzahl eines die Pumpe antreibenden Motors abgestimmt ist. Diese Abstimmung erfolgt derart, daß die durch die träge Masse verursachte Kraft und der durch die Kompression der Ventilfeder hervorgerufene variable Anteil an der Federkraft bei vorgegebener Arbeitsdrehzahl so aufeinander abgestimmt werden, daß diese sich aufheben. Bei dieser vorgegebenen Arbeitsdrehzahl kann somit die Förderleistung der Pumpe maximiert werden.A constant over the entire suction stroke of the delivery piston, biasing force acting on the closing member can be achieved be when the mass of the inertial body on an Ausle speed of a motor driving the pump is. This vote is done so that the sluggish Force caused by the compression of the mass Valve spring caused variable share in the spring force coordinated with each other at a given working speed that they cancel each other out. At this given Working speed can thus increase the pump output be maximized.

Es versteht sich, daß sich die einzelnen vorgeschlagenen Maßnahmen auch vorteilhaft kombinieren lassen.It is understood that the individual proposed Have measures also advantageously combined.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der nach folgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele anhand von Abbildungen.Further advantages of the invention result from the following description of three embodiments with reference to Illustrations.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 Druckkammer einer erfindungsgemäßen Pumpe mit Reibelement in geschnittener Darstellung, Fig. 1 pressure chamber of a pump of the invention with friction element in a sectioned representation,

Fig. 2 Druckkammer einer erfindungsgemäßen Pumpe mit strömungsungünstigem Körper in geschnittener Darstellung, Fig. 2 pressure chamber of a pump according to the invention with strömungsungünstigem body in sectional representation,

Fig. 3 Druckkammer einer erfindungsgemäßen Pumpe mit Trägheitskörper in geschnittener Darstellung. Fig. 3 pressure chamber of a pump according to the invention with inertial body in a sectional view.

Fig. 1 zeigt in geschnittener Darstellung die Druckkammer 21 einer erfindungsgemäßen Pumpe. Im nur teilweise dargestellten Gehäuse 1 der Pumpe befindet sich eine Gehäusebohrung 2 in welcher der Förderkolben 3 abgedichtet verschiebbar geführt ist. Der Förderkolben 3 weist eine Längsbohrung 4 auf, die mit einem nicht dargestellten Sauganschluß der Pumpe in Verbindung steht. Am oberen Ende der Längsbohrung 4 ist der Ventilsitz 8 des Saugventils 10 am Förderkolben 3 ausgebildet. Das Schließ glied 49 ist mit einem Fortsatz 50 versehen, der sich in der vom Förderkolben 3 abgewandten Richtung erstreckt. Eine Ventilfeder 16 stützt sich einerseits am Schließglied 49 und andererseits an einem Federteller 51 ab, der einen gehäuse festen Anschlag am Verschlußstück 18 hat. Im Verschlußstück 18 ist ein Druckkanal 19 angeordnet, der über ein nicht darge stelltes Druckventil zur Druckseite der Pumpe führt. Die Druckkammer 21 wird durch die Gehäusebohrung 2, das Verschluß stück 18 und den Förderkolben 3 begrenzt. Zwischen Förder kolben 3 und Federteller 51 ist eine Rückstellfeder 17 ange ordnet, die den Förderkolben 3 in Richtung seines unteren Tot punktes verschiebt. Fig. 1 shows a sectional view of the pressure chamber 21 of a pump according to the invention. In the housing 1 of the pump, which is only partially shown, there is a housing bore 2 in which the delivery piston 3 is guided in a sealed, displaceable manner. The delivery piston 3 has a longitudinal bore 4 , which is connected to a suction connection, not shown, of the pump. At the upper end of the longitudinal bore 4 , the valve seat 8 of the suction valve 10 is formed on the delivery piston 3 . The closing member 49 is provided with an extension 50 which extends in the direction facing away from the delivery piston 3 . A valve spring 16 is supported on the one hand on the closing member 49 and on the other hand on a spring plate 51 which has a stop fixed to the housing on the closure piece 18 . In the closure piece 18 , a pressure channel 19 is arranged, which leads via a pressure valve, not shown, to the pressure side of the pump. The pressure chamber 21 is limited by the housing bore 2 , the closure piece 18 and the delivery piston 3 . Between the delivery piston 3 and spring plate 51 , a return spring 17 is arranged, which moves the delivery piston 3 in the direction of its lower dead point.

Der Federteller 51 weist einen zylindrischen Abschnitt 52 auf, in dem der Fortsatz 50 geführt ist. Diese Führung erfolgt über ein in einer Nut 53 des Fortsatzes 50 angeordnetes Reibelement 54. Die axiale Ausdehnung des zylindrischen Abschnittes 52 ist größer als der gesamt Hub des Förderkolbens 3. The spring plate 51 has a cylindrical section 52 , in which the extension 50 is guided. This guidance takes place via a friction element 54 arranged in a groove 53 of the extension 50 . The axial extent of the cylindrical section 52 is greater than the total stroke of the delivery piston 3 .

Fig. 1 zeigt den Förderkolben 3 kurz vor Erreichen des oberen Totpunkts, das heißt kurz vor Ende des Druckhubs. Druckmittel wird durch den Druckkanal 19 in Richtung des Pfeils gefördert. Nach Erreichen des oberen Totpunkts kehrt sich die Bewegungs richtung des Förderkolbens 3 um, er bewegt sich in der Ab bildung nach unten. Dabei bewirkt das Reibelement 54, daß auf das Schließglied 49 eine entgegen der Vorspannung der Ventil feder 16 gerichtete Reibungskraft R ausgeübt wird. Es ergibt sich somit eine kleinere resultierende Vorspannung. Das Schließglied 49 öffnet somit bereits bei einer zwischen Längs bohrung 4 und Druckkammer 21 herrschenden kleineren Druck differenz als ohne Wirkung der Kraft R. Fig. 1 shows the delivery piston 3 shortly before reaching top dead center, that is, shortly before the end of the pressure stroke. Pressure medium is conveyed through the pressure channel 19 in the direction of the arrow. After reaching top dead center, the direction of movement of the delivery piston 3 reverses, it moves in the formation from down. The friction element 54 causes that against the bias of the valve spring 16 directed friction force R is exerted on the closing member 49 . This results in a smaller resulting prestress. The closing member 49 thus opens already at a smaller pressure difference prevailing between the longitudinal bore 4 and the pressure chamber 21 than without the action of the force R.

Fig. 2 zeigt ein Schließglied 49 mit strömungsungünstigem Körper 55. Dabei ist nur die links der Symmetrieachse liegende Hälfte abgebildet, gleiche Bauteile wie zu Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der strömungsungünstige Körper 55 besitzt die Form eines Kugelabschnitts, dessen gewölbte Fläche 56 in Richtung des Druckkanals 19 angeordnet ist, während seine ebene, einen großen Strömungswiderstand aufweisende rückwärtige Ringfläche 57 dem Förderkolben 3 zugewandt ist. Der zylindrische Abschnitt 52 weist einen größeren Durchmesser als in Fig. 1 auf, um den Körper 55 aufnehmen zu können. Er ist mit einer Verjüngung 58 versehen, an der sich die Ventilfeder 16 abstützt. Fig. 2 shows a closing member 49 with strömungsungünstigem body 55. Only the half to the left of the axis of symmetry is shown, the same components as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals. The aerodynamically unfavorable body 55 has the shape of a spherical section, the curved surface 56 of which is arranged in the direction of the pressure channel 19 , while its flat rear annular surface 57, which has a large flow resistance, faces the delivery piston 3 . The cylindrical section 52 has a larger diameter than in FIG. 1 in order to be able to accommodate the body 55 . It is provided with a taper 58 on which the valve spring 16 is supported.

Während des Saughubs des Förderkolbens 3 staut sich im Bereich 59 unterhalb der Ringfläche 57 Druckmittel auf, wodurch eine hydraulisch hervorgerufenen Kraft H auf dem Körper 55 wirkt, die der Vorspannkraft der Ventilfeder 16 entgegenwirkt und somit ein Öffnen des Saugventils 10 bereits bei geringer Druckdifferenz zwischen Längsbohrung 4 und Druckkammer 21 ermöglicht.During the suction stroke of the delivery piston 3, pressure medium builds up in the area 59 below the annular surface 57 , as a result of which a hydraulically induced force H acts on the body 55 , which counteracts the pretensioning force of the valve spring 16 and thus opens the suction valve 10 even with a small pressure difference between the longitudinal bore 4 and pressure chamber 21 allows.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Pumpe, die ein mit einem Trägheitskörper 60 verbundenes Schließglied 49 aufweist. Auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs zeichen wie zu den vorhergehenden Figuren versehen. Auf einen Federteller wurde hier verzichtet, die Rückstellfeder 17 und die Ventilfeder 16 stützen sich direkt am Verschlußstück 18 ab. Der Trägheitskörper 60 wird in einem hohlzylindrischen Abschnitt 61 des Verschlußstückes 18 geführt und weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf. Er verjüngt sich zum Schließglied 49 hin, so daß eine Stufe 62 verbleibt, an der sich die Ventilfeder 16 abstützt. Fig. 3 shows a section of a pump according to the invention which has one end connected to an inertial body 60 closing member 49. Here too, the same parts are provided with the same reference signs as for the previous figures. A spring plate was dispensed with here, the return spring 17 and the valve spring 16 are supported directly on the closure piece 18 . The inertial body 60 is guided in a hollow cylindrical section 61 of the closure piece 18 and has an essentially cylindrical shape. It tapers towards the closing member 49 , so that a step 62 remains on which the valve spring 16 is supported.

Die Stärke der Ventilfeder 16 ist so bemessen, daß im unteren Totpunkt ein zwischen Längsbohrung 4 und Druckkammer 21 herrschende Druckunterschied von p = 50 . . . 100 mbar aus reicht, das Saugventil 10 zu öffnen. Durch die Kompression der Ventilfeder 16 während des Druckhubs erhöht sich die erforder liche Druckdifferenz bis zum Erreichen des oberen Totpunkts. Die durch die Masse des Trägheitskörpers 60 hervorgerufene Zusatzkraft wirkt der durch die Ventilfeder 16 ausgeübten Kraft entgegen, sie ist am größten im Bereich des oberen Totpunkts und am kleinsten im Bereich des unteren Totpunkts. The strength of the valve spring 16 is dimensioned such that a pressure difference of p = 50 prevailing between the longitudinal bore 4 and the pressure chamber 21 at the bottom dead center. . . 100 mbar is sufficient to open the suction valve 10 . The compression of the valve spring 16 during the pressure stroke increases the required pressure difference until it reaches top dead center. The additional force caused by the mass of the inertial body 60 counteracts the force exerted by the valve spring 16 ; it is greatest in the area of top dead center and smallest in the area of bottom dead center.

Durch geeignete Abstimmung der Masse und der Drehzahl eines den Förderkolben 3 antreibenden Motors kann man den Arbeits punkt der Pumpe in den Bereich der Resonanz des schwingenden Feder-Masse-Systems bringen, in dem der erforderliche Öffnungsdruck in jedem zwischen oberem und unterem Totpunkt liegenden Punkt minimal ist.By suitably matching the mass and the speed of a motor driving the delivery piston 3 , the working point of the pump can be brought into the range of the resonance of the oscillating spring-mass system, in which the required opening pressure is minimal in every point between top and bottom dead center is.

Besonders empfehlenswert ist eine derartige "resonante" Auslegung auf eine hohe Drehzahl knapp unterhalb der Leerlaufdrehzahl des die Pumpe antreibenden Motors, da in diesem Fall bei einer Antriebsschlupfregelung der größte Volumenstrom zum Druckaufbau erforderlich ist.Such a "resonant" is particularly recommended Design for a high speed just below the Idle speed of the motor driving the pump because in the largest in this case with traction control Volume flow to build up pressure is required.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Gehäusebohrung
3 Förderkolben
4 Längsbohrung
8 Ventilsitz
10 Saugventil
16 Ventilfeder
17 Rückstellfeder
18 Verschlußstück
19 Druckkanal
21 Druckkammer
49 Schließglied
50 Fortsatz
51 Federteller
52 zylindrischer Abschnitt
53 Nut
54 Reibelement
55 strömungsungünstiger Körper
56 gewölbte Fläche
57 Ringfläche
58 Verjüngung
59 Bereich
60 Trägheitskörper
61 hohlzylindrischer Abschnitt
62 Stufe
R Reibungskraft
H Kraft 1 housing
2 housing bore
3 delivery pistons
4 longitudinal bore
8 valve seat
10 suction valve
16 valve spring
17 return spring
18 closure piece
19 pressure channel
21 pressure chamber
49 closing link
50 extension
51 spring washer
52 cylindrical section
53 groove
54 friction element
55 aerodynamically unfavorable body
56 curved surface
57 ring surface
58 rejuvenation
59 area
60 inertial bodies
61 hollow cylindrical section
62 level
R friction force
H force

Claims

1. Pump, in particular for a slip-controlled hydrau lic brake system, with a housing ( 1 ), a substantially cylindrical housing bore ( 2 ), a delivery piston ( 3 ) slidable therein and at least one suction valve ( 10 ) with a valve seat ( 8 ), one closure member (49) and a valve spring (16), the bias voltage changes depending on the position of the delivery piston (3), wherein the delivery piston (3) delimits a pressure chamber (21) and a bottom dead center has, wherein the pressure chamber (21 ) has its largest volume, and an upper dead center, at which the pressure chamber ( 21 ) has its smallest volume, according to the main patent (patent application P 43 26 389.5), characterized in that means are provided which are suitable for applying a force on the closing member ( 49 ) to exercise, which counteracts the force exerted by the valve spring ( 16 ) during the suction stroke of the delivery piston ( 3 ).

2. Pump according to claim 1, characterized in that these means are formed by a friction element ( 54 ) which is arranged between the closing member ( 49 ) and a component ( 51 ) not moved with the delivery piston ( 3 ).

3. Pump according to claim 1, characterized in that these means are formed by a non-flow body ( 55 ) which is connected to the closing member ( 49 ).

4. Pump according to claim 1, characterized in that these means are formed by an inertia body ( 60 ) connected to the closing member ( 49 ).

5. Pump according to claim 4, characterized in that the mass of the inertial body ( 60 ) is matched to a design speed of a motor driving the pump.